水素エネルギーへの期待の高まり 燃料電池製品が次々に登場


【リレーコラム】大平英二/新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)次世代電池・水素部統括研究員

水素への関心が国内外で高まっている。2017年12月に日本が世界で初めて水素戦略を策定した後、近年では欧州各国をはじめ韓国、オーストラリア、チリなど多くの国々で水素戦略を発表し、国を挙げて水素の取り組みを加速している。水素に関する国際会議も盛んで、「ウェビナー」というコロナ禍で普及したツールも相まって、大きなものでは1万人規模の参加者という実績もあるようである。世界が目指す「カーボンニュートラル」の実現に向け、水素が大きな役割を果たすことへの期待の表れといえる。

これには、水素を利用するアプリケーションである燃料電池製品が世の中に出てきたことも大きく貢献しているのではないか。09年に販売開始された家庭用燃料電池は国内で30万台を超え、14年12月に市場投入された燃料電池自動車も、20年12月には第二世代が発表されるに至っている。都内では燃料電池バスを頻繁に見かけることができ、水素ステーションは全国で約150カ所を数えるほどになった。他国では燃料電池列車や燃料電池船も開発されている。

とはいえ、これらは「水素社会」の実現に向けた第一歩にすぎない。社会システムの中で、どのように水素を利活用していくか、グランドデザインを描いていくことが必要であろう。その点、欧州の政策の打ち出し方は参考になる。普及が拡大する再生可能エネルギーを電力セクターのみならず、運輸・産業・熱の各セクターで利用する「セクター・カップリング」の概念は、さまざまなセクターをつなぐという水素の役割を端的に指し示すものといえよう。また、「Hydrogen Valley」構想は、地域主導で低炭素社会を構築するというメッセージと受け止めることができる。

水素を巡る夢物語が現実に

日本でも1993年に水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術プロジェクト、通称「WE―NET」プロジェクトで水素社会の絵が描かれた。これは他国で製造した水素を日本に運び、水素航空機も含めてさまざまに利用するという将来の姿で、当時は夢物語ともされた。だが、現代では燃料電池車が走り、水素タンカーが開発され、水素飛行機も開発計画が発表されるなど、夢が現実につながっている。 先達の長年にわたる取り組みが下敷きとなっていることは言うまでもないが、われわれはこれを享受するだけでなく、新しい未来の姿を描き、50年カーボンニュートラルを担う次の世代にいかにつなげていくか、あらためてその責務の大きさを感じるところである。

おおひら・えいじ 1992年東京理科大理学部卒、NEDO入構。経産省出向、NEDOバンコク事務所駐在、蓄電技術開発室室長などを経て、2018年7月から現職。

次回は日本エネルギー経済研究所新エネルギーグループ研究主幹の柴田善朗さんです。

USBは電線路の夢を見るか? 進む直流化で新ビジネスの可能性


【リレーコラム】橋本道雄/京都大学特定教授

2014年の春、ブルームバーグNEF社が主催する世界未来エネルギーサミットに参加する機会を得た。ジョン・ブラウンやエイモリー・ロビンスなど錚々たるメンバーによる講演もさることながら、エネルギービジネスの未来を占う挑戦的なメッセージがあちこちに掲げられ、熱い議論が交わされていた。その中の一つに「2025年、USBはコンセントに取って代わるか?」というものがあった。確かにスマートフォンやPCなど身の回りに情報機器が増え、交流のコンセントからAC‐DCアダプターを経て直流で充電されている。「いっそのこと最初からUSBで供給してくれれば」という気持ちはわからないでもない。

あらためて、そういう目で見回してみると直流化はあちこちで進んでいる。需要側では、モバイル機器のみならずテレビなどの大型家電でもアダプター経由で電力供給されている。試作段階ではあるがエアコンの直流仕様もあるそうだ。さらにその先には電気自動車だってある。12年にUSB‐PD(Power Delivery)の規格が制定されて最大で100Wの電力供給が可能になったそうで、この流れを加速しそうだ。発電側を見ると、太陽光発電や燃料電池など直流の発電機の普及が進んでいる。送配電では、例えば北海道と本州の間などの長距離大容量の送電には直流送電が使われている例がある。欧州においては、近年の洋上風力発電の著しい拡大により海底での送電網構築が必要になっているが、そこでは高圧の直流送電も検討されていると聞く。

さらに配電はといえば、内閣府とソニーコンピューターサイエンス研究所が、13年に沖縄科学技術大学院大学の教職員住宅を使って、直流で配電し余剰の再エネを相互融通する実証事業を行っている。電力システムのあらゆる段階で直流化は着実に進んでいる。

直流化に挑戦し新たな価値を見出す

だからといって直ちに全てが直流に置き換わっていくかというと、きっとそうではないのだろう。交流には交流の良さがあり、それゆえ電力システムが現在の形になっているからである。しかし、だからといってこのまま手をこまねいて見ているだけでよいのだろうか? 技術にしてもユーザーにしても常に変化しているものであり、この変化をつかまえてチャレンジをしていかなければ新しい価値は生まれない。世界を見渡すと6年前にはもう議論が始まっている。エネルギーのビジネスは価格競争が激しくなってきているが、周りをよく見渡せば高付加価値路線に転換する新しいネタが、まだまだありそうだ。


はしもと・みちお 1988年3月九州 大学工学部応用原子核工学科卒。 NEDO 新エネルギー部長などを経て 2020 年 5 月から現職。東京工業大学 特任教授、大阪大学招へい教授を兼 務。

次回は新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の大平英二さんです。

インスタの口コミで広まる「乾太くん」 テレビCMで新たな利用シーンを提案


便利な生活設備として、口コミで広まるガス衣類乾燥機「乾太くん」。オール電化への流出防止のキラーコンテンツとして注目が集まっている。

「乾太くん」でランドリースペースを設けた生活シーン

リンナイのガス衣類乾燥機「乾太くん」が好調だ。コロナ禍にあって、2020年の出荷台数は昨年の約7万台を上回り10万台に迫る勢いという。ここまで普及しているのはガス事業者の営業が奏功しているのはもちろんだが、近年はインスタグラムをはじめとするSNSによる消費者の口コミが大きく影響しているそうだ。確かに「#乾太くん」で検索すると多くの投稿があり、「導入して良かった設備」「これは外せないオススメ設備」「使って良かった」といったコメントが見受けられる。
インスタに掲載される投稿の中には、乾太くんを設置する棚を自宅のインテリアに合わせて造作されている写真も多数見られる。同社も、従来の脱衣室兼洗濯部屋にアイロン掛けまでできるランドリースペースを設けるといった提案を行っていて、最新のテレビCMでは、そのような生活シーンを映像化した。同CMは消費者だけでなく、設計事務所やハウスメーカーから問い合わせがあるなど反響を呼んでいる。営業企画部の中尾公厚部長は「利用者によるSNSへのコメントや口コミによる反響が、そのまま販売台数につながる好循環を生んでいます。この流れを続けていきたい」と好調ぶりを口にする。

業務用も販売を促進 ペット関連で新たな需要

同社では、業務用「乾太くん」にも注力する。業務用の販売領域は病院や介護施設、ホテルなどの宿泊施設、社員寮などに設置する5~9kgクラスだ。今般、コインタイマーを内蔵した製品をラインアップした。従来は外付けコインタイマーを販売していたが、顧客からの要望で製品化した。これにより、電気乾燥機のリプレースを狙っていく。
また、新たな用途としてリンナイが注目するのがペット分野だ。ペットサロンではペットをトリミングするとき、たくさんのタオルを使う。使用後のタオルは店舗で洗濯するわけだが、その際乾太くんが思いがけない点で重宝するというのだ。
「タオルに付着したペットの毛は洗濯しただけでは落ちず、以前はペットサロンのスタッフが手で取り除いたそうです。乾太くんを使うと、ドラム回転によって毛がたたき落され、除けるため手間が省けます。さらに、ペットのウイルスも80℃以上の高温風によって除去できるため、非常に好評です」と中尾部長は語る。
リンナイでは家庭・業務用問わず好調な乾太くんを、オール電化への食い止めや見直し、新たな用途開拓に貢献するキラーコンテンツとして、今後もアピールしていく構えだ。

LPガスで都市ガスと電気を製造 病院や避難所のBCP対策に貢献


【I・T・O(旧伊藤工機)】

ガス供給機器メーカーのI・T・O(旧伊藤工機)は、地震や台風でライフラインが停止した時に、LPガスを利用して、都市ガスと電気を製造する防災対応システム「BOGETS(ボーゲッツ)」を販売している。

学校空調で採用された「BOGETS」

「BOGETS」は、液化石油ガスエア(プロパン・エアー)発生装置「New PA」、発電機、耐震LPガス容器スタンド、都市ガスとプロパン・エアーガスを切り替えるワンウェイロックバルブなどで構成される。災害発生から72時間をしのぐことをコンセプトに開発された。病院や福祉施設、避難所、企業のBCP向けに、初心者でもタッチパネルの操作などで供給を簡単に再開できる仕組みだ。

システムの根幹をなすプロパン・エアー発生装置「New PA」の開発は1990年にさかのぼる。当時の旧通産省では都市ガスを高カロリーガスに統一する「IGF21」計画が進んでおり、日本ガス協会のワーキンググループにおいて、13Aガスに統一するための熱変工事用ツールとして同装置の原型「移動式ガス発生装置」が取り上げられた。

しかし当時はガス事業法で使用が認められておらず、95年の阪神・淡路大震災の際、避難所で都市ガスが使えないことが各方面から指摘された。「移動式を活用できないか」との要望で急きょ制度が見直され、同年中に製品化にこぎつけた。

その後、2007年に発生した新潟県中越沖地震の災害対応で注目され始め、11年の東日本大震災でも活用。その存在が広く認知されるものとなった。

複雑な操作は不要 マンションからも引き合い

同装置の有用性は認識されたものの、従来型では手動による都市ガスラインとプロパン・エアーラインの切り替えなど複雑な作業が必要で専門性が高く、操作要員の確保が依然課題だった。これらの課題を解決したのが、前述の「BOGETS」だ。19年には「新型プロパン・エアー発生装置を用いた防災減災対応システム」としてコージェネ大賞の技術開発部門特別賞を受賞している。

同社は現在、全国の自治体に小中学校の体育館の空調用に「BOGETS」の導入を提案している。最近は高級マンションからも、防災のため引き合いが増えているとのことだ。

【マーケット情報/10月19日】原油混迷、方向感を欠く値動き


先週の原油価格は、強材料と弱材料が混在し、各地で方向感を欠く値動きとなった。16日時点で、米国のWTI先物、および北海原油の指標となるブレント先物は、前週比で上昇。一方、中東原油を代表するドバイ現物は軟化した。

米国の週間在庫統計は、前週比で減少。また、ロシアの調停で停戦協定を結んだにもかかわらず、アゼルバイジャンとアルメニアの軍事衝突が激化。周辺地域からの供給不安がさらに強まった。 一方、供給増加の予測も台頭。米国メキシコ湾岸では、ハリケーンDeltaからの復旧が進み、16日時点で、92%の原油生産設備が再稼働済み。リビアのEl Sharara油田は、11日に生産を再開し、日量30万バレルの増産が見込まれている。さらに、ノルウェーでは9日、労働ストライキが終了。石油ガス田での生産が、近く再開する見通しだ。

WTI先物(NYMEX)=40.88ドル(前週比0.28ドル高)、ブレント先物(ICE)=42.93ドル(前週比0.08ドル高)、オマーン先物(DME)=42.25ドル(前週比0.31ドル安)、ドバイ現物(Argus)=41.93ドル(前週比0.28ドル安)

出力580Wの新パネルを発売 大型発電所などへの設置を狙う


【ジンコソーラー】

日本国内では、再エネの固定価格買い取り制度(FIT)の価格が年々下がっている。海外では買い取り価格自体がなくなる国もあるなど、太陽光発電市場は大きく変わろうとしている。そうした中、太陽光発電事業者や投資家が太陽光パネルメーカーに求めるのは、同じ広さの敷地でより多くの発電量を確保するため、高出力、高変換効率など、パネル性能のさらなる向上だ。

「Tiger Pro」シリーズ

そういった要望に応えるため、ジンコソーラーは6月、最大出力580W、変換効率21・21%の太陽光パネル「Tiger Pro」を発表した。従来品は475Wだった出力を、新技術の採用と大面積化することで高性能を実現した。新技術のうち、タイリングリボンは、モジュール製造時にセルとセルの間隔をなくして実装できる独自のもの。モジュールエネルギー密度を高め、LCOE(発電量当たりのコスト)の大幅な低減を実現している。また、従来角型だったリボンを丸型にすることで、接地面積が小さくなるのに加え、太陽光の一部がリボンで反射してパネルに届くようになり、出力を向上することが可能となった。

さらに、前シリーズ製品では5本だったセル上のバスバーを9本に増やすことで、間隔を半分にし、セルにマイクロクラックが発生した際の出力ロスを減少するようにした。

このほか、セルを半分にカットするハーフセル技術を採用する。セルの電流値を半分に下げ、セル内部の発電ロスを低減したり、太陽光が日陰になったときのロスを低減できる。

日本市場では大規模発電所向けの割合が7割を占めている。今回の「Tiger Pro」も高出力、高効率を武器に、同用途に向けて拡販していく構えだ。9月から販売を開始する。

日本はPPAモデルが成長 屋上設置型パネルを開発中

一方で、新たな市場として自家消費向けが盛り上がりを見せている。中でも、工場や事業所、店舗など需要家が屋根など設置場所を提供する代わりに、事業者が太陽光など発電設備を設置して需要家に電気を販売するPPA(第三者所有)ビジネスモデルが急成長する見込みだ。同社でも同モデルが拡大すると見ており、大規模発電所向けと自家消費向けの出荷量の比率は今後半々になると予測している。このため、自家消費に適した新製品の開発などにも注力していく構えだ。

大地震で強靭性を証明した熱供給 コロナ対策では運用を分散化


【北海道ガス】

札幌駅を中心とした128haの広大な都心部エリアには、熱導管ネットワークがある。現在、同エリアでは、五つのエネルギーセンターが稼働しており、面的ネットワークを構築している。2018年9月に発生した北海道胆振東部地震では、同エリアに敷設された中圧ガス導管に被害はなく、エネルギーセンターは稼働を継続した。熱供給が強靭でBCP対策に有効であることを地震を通じて証明する格好となった。

都心部にある創生スクエア。地下にエネルギーセンターがある

安定供給に大きなメリットを有する熱供給だが、コロナウイルス感染症の拡大により運用などに変化はあったのだろうか――。

需要面では、国内外からの観光客が減少したことによりホテルの営業が停止したり、稼働が低下したこと、都心部に事業所を構える企業が在宅勤務に切り替えたことなどが影響し減少した。

運用においては、業務効率化のため、五つあるエネルギーセンターそれぞれで運用を行ってきたのを集約していく取り組みを進めていたが、感染症のリスクを考慮し、従来の分散運用する措置を実施している。

オペレーターの勤務についても見直し、3交代する際の引き継ぎもメールなどを活用して短時間ですませたり、作業が終了しても事務所に立ち寄らず直行直帰を増やすなど、スタッフ同士の接触機会を極力減らすようにした。

働き方や暮らしが変化 今後の需要動向に注目

札幌市内には、都心部と創成川を挟んで隣接する北4東6地区にもエネルギーの面的供給を行っている街区がある。「北ガスアリーナ札幌46(札幌市中央体育館)」をはじめ、275戸が入居する地上21階建てマンションに電気と熱を供給しており、今後は福祉施設やスポーツ施設などにも拡大していく計画だ。都心部の熱導管ネットワークからは独立しており、単独のエネルギーセンターで一元管理しながら、エネルギー供給ネットワークを構築している。同エリアでは、CEMSが導入されており、需要を予測し最適な運転が自動で行われるよう実証が続けられている。

北4東6地区ではCEMSを導入。自動で最適運転が行われている

エネルギーシステム部の栗田哲也部長は「コロナウイルスの感染拡大は、働き方や暮らしに大きな影響を与えています。人の動きが変わると、エネルギー需要も大きく変化します。CEMSなどの最新鋭の自動運用が進む中にあっても、その動向はより注目しなければなりません」と話す。コロナウイルスの感染拡大はエネルギー供給に新たな影響を及ぼしそうだ。

【住宅】自家消費の蓄電池 支援の正当性は


経産省は6月5日に公開した「エネルギー白書2020」の中で、住宅用太陽光発電の固定価格買い取り制度(FIT)の終了が、2023年に累計165万件、670万kWに達することに言及しつつ、今後は余剰売電を前提としたFITから、FIT対象外となった自立電源と蓄電池や電気自動車(EV)を組み合わせて自家消費率の向上を図っていくことが、新しいZEH(ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス)のあり方として検討されるべきとしている。

増えていく卒FIT太陽光に対応し、今年は蓄電池を売りたいメーカーや事業者が群雄割拠している。しかもテスラの「Powerwall」という格安の黒船が予約販売を開始しており、激しい競争が予想されている。

一方、住宅用太陽光発電に蓄電池を追加する際の支援政策としては、「災害時に活用可能な家庭用蓄電システム導入促進事業費補助金」という補助制度がある。18年に発生した北海道胆振東部地震による北海道全停電を受け整備された。公募は昨年の11月末でいったん終了。現在は6月末が締め切りの追加公募を残すのみで、以降追加の予定はないという。

もともと同制度は時限的なもので、しかもその目的は災害対策であるので、必ずしもエネルギー白書に示されているような平時の自家消費を目的としたものではない。終了によって勢いづくかと思われた家庭用蓄電池市場にブレーキが掛かるかもしれない。

制度の終了に伴い、追加の支援を求める声があるが、そもそも太陽光発電の自家消費を目的とした家庭用蓄電池の価値が、その蓄電池の価格に見合うものなのか、公的な支援に値するものなのか、という疑問もある。

多くの場合、節電効果で蓄電池のコストを回収することは困難であり、さらに蓄電池がなくても電力事業者による電力の買い取りや仮想預かりのサービスがあるので、必ずしも蓄電池を購入する必要はない。万が一のための非常用電源としても、蓄電池を購入可能な個人のみを支援することは、公平性の観点からも問題がある。(T)

【太陽光】新しい業界ビジョン 20世紀型からの脱却


コロナ禍の影響が日本の太陽光発電業界にも及び、短期的な収益悪化に加え、将来を危惧する声も聞こえてくる。そんな状況下、少し明るいニュースがあった。

太陽光発電協会(JPEA)が新しい業界ビジョンを公開した。2050年の太陽光発電(PV)の導入量を、従来の2億kWでは不十分であり3億kWを目指すべきとする。簡単に言うが、設備容量としては日本の最大電力需要の2倍近い数字だ。将来の話とはいえ大胆過ぎはしないだろうか。JPEAの主張は、国の目標である「50年までに温室効果ガス80%削減」を実現するには、PVの導入量は少なくとも3億kW(電源構成の31%)は必要とのこと。それだけの大量導入になると、調整力は足りるのかとか、国民負担は大丈夫かなどの疑問が湧いてくる。その疑問に対し、JPEAは出力抑制を10%以下に抑えるための蓄電池の必要量や、便益が費用負担を上回ることなどを定量的に評価し、3億kWは技術的、経済的にも不可能ではないことの根拠を示している。この点では、従来のお手盛り業界ビジョンから一歩進み、率直に評価できる。

ただ、現実にはFIT価格の低下や系統制約、度重なる制度変更などの影響で、PVの導入量は減少傾向にあり、このままでは3億kWの実現は極めて困難だ。コロナ禍の影響を克服して、どうやって縮小傾向の市場を拡大傾向に反転させるのか。このことについてもJPEAビジョンにヒントを見出すことができる。

例えば、コスト競争力をつけるために燃料費がかからないPVの稼働期間を延ばす工夫や、小売り電気料金との比較で競争力に勝る自家消費モデルへの転換など、今までのモデルから脱却することで可能性が見えてくる。ただ、これら民間の努力だけでは現状の打開は難しい。やはり、FITからの自立と主力電源化に向けた国の本気でぶれない施策が何よりも重要である。そのためにも50年より先を見据えて、国の脱炭素化を本気で目指し、デジタル化や分散化、全体最適化が遅れている20世紀型の電力システム、官僚機構からの脱却を切に望む。(T)

【終了】欧州次世代エネルギーシステム動向視察


★オーストリア・ウィーン

〜先進スマートシティ事例調査〜

■Aspern(アスペルン)地区

アスペルン・プロジェクトでは太陽光などの自家発電と蓄電池を利用して地産地消を進めており、エネルギー事業者のWien Energie、通信事業者のWiener Netze、Siemems、オーストリア技術研究所と共同で、ASCR(Aspern SmartCity Research) という研究会社を 設立。ウィーン市が進めるマイクログリッド型エネルギーシステム構築プロジェクトです。

〜エネルギー業界のブロックチェーン取引・サービスの動向〜

■Wien Energie, Grid Singularity など予定

オーストリアはエネルギー業界としてのブロックチェーンへの取り組みに熱心な国であり、ユーティリティ企業やスタートアップ企業での取り組みが活発になっております。

〜VPPビジネスへの取り組み動向〜

■cyberGRID社 など予定

VPPソリューションの開発のスペシャリストとして2010年に設立.。ストレージ容量と大量の断続的なエネルギーを備えた分散型グリッド用のITプラットフォームを提供。既存の発電資源の有効利用、貯蔵、そして再生可能エネルギー資源の統合を促進します。

★デンマーク・コペンハーゲン

■State of Green・・デンマークの再生可能エネルギー全般の紹介

■DBDH(デンマーク熱供給協会)・・地域熱供給全般の紹介

■大規模地域熱供給システム(第4世代地域熱供給導入済の施設など)

 及びその熱導管敷設の現地調査予定

★デンマーク・オールボー

■House of Energyでのセミナー

  (熱供給事業者、研究者、熱供給関連企業の産業クラスター)

■太陽熱収集、蓄熱槽

■熱利用を含めたエネルギー・マネジメント・システム、断熱パイプ、

 スマート熱メーターなどの周辺技術

■オールボー周辺の熱供給関係施設(木質ペレット・ワラを利用したボイラー など)

★デンマーク・フレゼリシア

■Energinet DK (電力と温熱の相互融通システム)